Презентация на тему: Прикладная оптика

Прикладная оптика
Содержание лекции
Первая теория
Вторая теория
Третья теория
Средневековье
XVII век
Основные положения корпускулярной теории
Основные положения корпускулярной теории
Основные положения корпускулярной теории
Основные положения волновой теории
Волновая теория
Волновая теория
XIX-XX столетия
Геометрическая оптика
Геометрическая оптика
Законы геометрической оптики
Законы геометрической оптики
Законы геометрической оптики
Законы геометрической оптики
Строение глаза
Упрощенная оптическая схема глаза
Данные схематического глаза
Аккомодация
Строение сетчатки
Слепое пятно
Спектральная чувствительность глаза
Кривая спектральной чувствительности глаза
Цветовосприятие
Адаптация
Характеристики глаза
Дефекты зрения
Близорукость
Дальнозоркость
Астигматизм
Коррекция близорукости
Коррекция дальнозоркости
Коррекция астигматизма
Аметропия
Аметропия
Прикладная оптика
1/41
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 2)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1276 Кб)
1

Первый слайд презентации: Прикладная оптика

Лекция№ 2 Прикладная оптика

Изображение слайда
2

Слайд 2: Содержание лекции

Геометрическая оптика Законы геометрической оптики Глаз как оптический прибор Прикладная оптика. Лекция №2 2

Изображение слайда
3

Слайд 3: Первая теория

Эвклид Птолемей Прикладная оптика. Лекция №2 3

Изображение слайда
4

Слайд 4: Вторая теория

Демокрит Эпикур Лукреций Прикладная оптика. Лекция №2 4

Изображение слайда
5

Слайд 5: Третья теория

Третья точка зрения на природу света была высказана Аристотелем. Он рассматривал свет не как истечение чего-то от светящегося предмета в глаз и тем более не как некие лучи, исходящие из глаза и ощупывающие предмет, а как распространяющееся в пространстве (в среде ) действие или движение. Мнение Аристотеля в его время мало кто разделял. Но в дальнейшем, опять же в XVII в., его точка зрения получила развитие и положила начало волновой теории света. Аристотель Прикладная оптика. Лекция №2 5

Изображение слайда
6

Слайд 6: Средневековье

Наиболее интересной работой по оптике, дошедшей до нас из средневековья, является работа арабского ученого Альгазена. Он занимался изучением отражения света от зеркал, явления преломления и прохождения света в линзах. Ученый придерживался теории Демокрита и впервые высказал мысль о том, что свет обладает конечной скоростью распространения. Эта гипотеза явилась крупным шагом в понимании природы света. Альгазен Прикладная оптика. Лекция №2 6

Изображение слайда
7

Слайд 7: XVII век

На базе многочисленных опытных фактов в середине XVII века возникают две гипотезы о природе световых явлений : Корпускулярная теория Ньютона, которая предполагала, что свет есть поток частиц, выбрасываемых с большой скоростью светящимися телами. Волновая теория Гюйгенса, которая утверждала, что свет представляет собой продольные колебательные движения особой светоносной среды (эфира), возбуждаемой колебаниями частиц светящегося тела. Прикладная оптика. Лекция №2 7

Изображение слайда
8

Слайд 8: Основные положения корпускулярной теории

Свет состоит из малых частичек вещества, испускаемых во всех направлениях по прямым линиям, или лучам, светящимся телом, например, горящей свечой. Если эти лучи, состоящие из корпускул, попадают в наш глаз, то мы видим их источник. Световые корпускулы имеют разные размеры. Самые крупные частицы, попадая в глаз, дают ощущение красного цвета, самые мелкие – фиолетового. Белый цвет – смесь всех цветов : красн ый, оранжев ый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Отражение света от поверхности происходит вследствие отражения корпускул от стенки по закону абсолютного упругого удара. Прикладная оптика. Лекция №2 8

Изображение слайда
9

Слайд 9: Основные положения корпускулярной теории

Явление преломления света объясняется тем, что корпускулы притягиваются частицами среды. Чем среда плотнее, тем угол преломления меньше угла падения. Явление дисперсии света, открытое Ньютоном в 1666 г., он объяснил следующим образом. « Каждый цвет уже присутствует в белом свете. Все цвета передаются через межпланетное пространство и атмосферу совместно и дают эффект в виде белого света. Белый свет – смесь разнообразных корпускул – испытывает преломление, пройдя через призму ». Ньютон наметил пути объяснения двойного лучепреломления, высказав гипотезу о том, что лучи света обладают " различными сторонами " – особым свойством, обуславливающим их различную преломляемость при прохождении двоякопреломляющего тела. Прикладная оптика. Лекция №2 9

Изображение слайда
10

Слайд 10: Основные положения корпускулярной теории

Корпускулярная теория Ньютона удовлетворительно объяснила многие оптические явления, известные в то время. Ее автор пользовался в научном мире колоссальным авторитетом, и в скоре теория Ньютона приобрела многих сторонников во всех странах. Крупнейшие ученые придерживающиесяэтой теории : Араго, Пуассон, Био, Гей-Люссак. На основе корпускулярной теории было трудно объяснить, почему световые пучки, пересекаясь в пространстве, никак не действуют друг на друга. Ведь световые частицы должны сталкиваться и рассеиваться (волны же проходят друг сквозь друга, не оказывая взаимного влияния ) Ньютон Араго Гей-Люссак Прикладная оптика. Лекция №2 10

Изображение слайда
11

Слайд 11: Основные положения волновой теории

Свет – это распространение упругих периодичных импульсов в эфире. Эти импульсы продольны и похожи на импульсы звука в воздухе. Эфир – гипотетическая среда, заполняющая небесное пространство и промежутки между частицами тел. Она невесома, не подчиняется закону всемирного тяготения, обладает большой упругостью. Принцип распространения колебаний эфира таков, что каждая его точка, до которой доходит возбуждение, является центром вторичных волн. Эти волны слабы, и эффект наблюдается только там, где проходит их огибающая   поверхность – фронт волны ( принцип Гюйгенса ). Чем дальше волновой фронт от источника, тем более плоским он становится. Световые волны, приходящие непосредственно от источника, вызывают ощущение видения. Очень важным пунктом теории Гюйгенса явилось допущение конечности скорости распространения света. Прикладная оптика. Лекция №2 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Волновая теория

С помощью теории объясняются многие явления геометрической оптики : – явление отражения света и его законы ; – явление преломления света и его законы ; – явление полного внутреннего отражения ; – явление двойного лучепреломления ; – принцип независимости световых лучей. Теория Гюйгенса давала такое выражение для показателя преломления среды : Из формулы видно, что скорость света должна зависеть обратно пропорционально от абсолютного показателя среды. Этот вывод был противоположен выводу, вытекающему из теории Ньютона. Прикладная оптика. Лекция №2 12

Изображение слайда
13

Слайд 13: Волновая теория

Многие сомневались в волновой теории Гюйгенса, но среди малочисленных сторонников волновых взглядов на природу света были М. Ломоносов и Л. Эйлер. С исследований этих ученых теория Гюйгенса начала оформляться как теория волн, а не просто апериодических колебаний, распространяющихся в эфире. Трудно было объяснить прямолинейное распростронение света, приводящее к образованию за предметами резких теней ( по корпускулярной теории прямолинейное движение света является следствием закона инерции ) Явление дифракции ( огибания светом препятствий) и интерференции ( услиление или ослабление света при наложении световых пучков друг на друга) можно объяснить только с точки зрения волновой теории. Гюйгенс Ломоносов Эйлер Прикладная оптика. Лекция №2 13

Изображение слайда
14

Слайд 14: XIX-XX столетия

Во второй половине XIX  века Максвелл показал, что свет есть частный случай электромагнитных волн. Работами Максвелла были заложены основы электромагнитной теории света. После экспериментального обнаружения электромагнитных волн Герцем никаких сомнений в том, что при распространении свет ведет себя как волна, не осталось. Нет их и сейчас. Однако в начале XX века представления о природе света начали коренным образом изменяться. Неожиданно выяснилось, что отвергнутая корпускулярная теория все же имеет отношение к действительности. Оказалось, что при излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц. Максвелл Герц Прикладная оптика. Лекция №2 14

Изображение слайда
15

Слайд 15: Геометрическая оптика

Гомоцентрические пучки лучей а) б) в ) Прикладная оптика. Лекция №2 15

Изображение слайда
16

Слайд 16: Геометрическая оптика

Предметная точка и ее изображение А А ’ А А ’ а) б) Прикладная оптика. Лекция №2 16

Изображение слайда
17

Слайд 17: Законы геометрической оптики

Закон прямолинейного распространения света. Прикладная оптика. Лекция №2 17

Изображение слайда
18

Слайд 18: Законы геометрической оптики

Закон независимости распространения световых пучков Пересечение пучков света Предмет, освещенный несколькими источниками Прикладная оптика. Лекция №2 18

Изображение слайда
19

Слайд 19: Законы геометрической оптики

Закон отражения света. Прикладная оптика. Лекция №2 19

Изображение слайда
20

Слайд 20: Законы геометрической оптики

Закон преломления света. Прикладная оптика. Лекция №2 20

Изображение слайда
21

Слайд 21: Строение глаза

Оптическая ось хрусталик зрачок роговица передняя камера радужная оболочка стекловидное тело (задняя камера) ресничное тело сетчатка сосудистая оболочка склера желтое пятно слепое пятно Диаметр глазного яблока 22-24 мм, масса 7-8 г. Зрительная линия 5  зрительный нерв Прикладная оптика. Лекция №2 21

Изображение слайда
22

Слайд 22: Упрощенная оптическая схема глаза

Влага передней камеры ( n = 1.336) сетчатка Роговица ( n = 1. 3 76) Хрусталик ( n = 1.386) Стекловидное тело ( n = 1, 3 3 6) Воздух (n = 1) Прикладная оптика. Лекция №2 22

Изображение слайда
23

Слайд 23: Данные схематического глаза

Оптическая сила глаза:, [ дптр ] где f  – заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах № пов-ти В состоянии покоя В состоянии наибольшей аккомодации радиус кривизны осевое расстояние показатель преломления радиус кривизны осевое расстояние показатель преломления 1 7,7 0,5 1,376 7,7 0,5 1,376 2 6,8 3,1 1,336 6,8 2,7 1,336 3 10,0 3,6 1,386 5,33 4,0 1,386 4 -6,0 15 1,336 -5,33 15 1,336 Оптическая сила Ф = 58 дптр Оптическая сила Ф = 70 дптр Прикладная оптика. Лекция №2 23

Изображение слайда
24

Слайд 24: Аккомодация

Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к четкому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза f ´ =22,78 f ´ =18,93 Прикладная оптика. Лекция №2 24

Изображение слайда
25

Слайд 25: Строение сетчатки

Палочки высота 30 мкм, толщина 2 мкм 130 миллионов палочек аппарат сумеречного зрения (больше чувствительность, но не различают цветов) родопсин Колбочки высота 10 мкм, толщина 6-7 мкм 7 миллионов колбочек аппаратом дневного зрения (чувствительны к цветам, но менее чувствительны к свету) йодопсин Прикладная оптика. Лекция №2 25

Изображение слайда
26

Слайд 26: Слепое пятно

7 мм 5 см Слепое пятно: диаметр – около 1,88 мм соответствующее поле зрения – 6° Опыт: поднести рисунок к глазу на расстояние 10 см, закрыть левый глаз и смотреть на крестик правым глазом Прикладная оптика. Лекция №2 26

Изображение слайда
27

Слайд 27: Спектральная чувствительность глаза

Коэффициент относительной спектральной чувствительности: где V  – абсолютная спектральная чувствительность излучения с длиной волны   ; V  = 555 – абсолютная спектральная чувствительность для длины волны  = 555 нм Видимая область спектра:  = 380 – 780 нм Пример: поток излучения оранжевых лучей (  =610 нм ) в 1 Вт создает световое ощущение такой же интенсивности, как поток зеленых лучей (  =555) в 0,5 Вт : V =610 = 0.5 Прикладная оптика. Лекция №2 27

Изображение слайда
28

Слайд 28: Кривая спектральной чувствительности глаза

для дневного зрения 0.0 0.5 1.0 400 500 600 700 , нм 555 k  для сумеречного зрения 515 эффект Пуркинье Прикладная оптика. Лекция №2 28

Изображение слайда
29

Слайд 29: Цветовосприятие

Три типа «колбочек», проявляющих наибольшую чувствительность к трем основным цветам видимого спектра ( RGB) : красно-оранжевому (600 – 700 нм ) зеленому (500 – 600 нм ) синему (400 – 500 нм ) Прикладная оптика. Лекция №2 29

Изображение слайда
30

Слайд 30: Адаптация

Приспособление глаза к изменившимся условиям освещенности называется адаптацией: темновая адаптация – это процесс приспособления глаза при переходе от больших яркостей к малым (50-60 мин) световая адаптация – это процесс приспособления глаза при переходе от малых яркостей к большим (8-10 мин) Адаптация обеспечивается тремя явлениями: изменением диаметра отверстия зрачка перемещением черного пигмента в слоях сетчатки различной реакцией палочек и колбочек Прикладная оптика. Лекция №2 30

Изображение слайда
31

Слайд 31: Характеристики глаза

Поле зрения глаза : полное поле зрения: 125° по вертикали и 150° по горизонтали поле зрения в области желтого пятна: 6° по вертикали и 8° по горизонтали поле наиболее совершенного зрения (в центральной ямке): 1–1,5° Предел разрешения глаза: около 1´ Угловой предел разрешения глаза – это минимальный угол, при котором глаз наблюдает раздельно две светящиеся точки Диаметр зрачка глаза: около 4–5 мм Прикладная оптика. Лекция №2 31

Изображение слайда
32

Слайд 32: Дефекты зрения

Нормальный ( эмметропический ) глаз – дальняя точка глаза находится в бесконечности Аметропия – несовпадение дальней точки с бесконечно удаленной: миопия (близорукость) – лучи от бесконечно удаленного точечного источника фокусируются перед сетчаткой гиперметропия (дальнозоркость) – лучи от бесконечно удаленного точечного источника фокусируются за сетчаткой астигматизм – преломляющая способность глаза различна в разных плоскостях, проходящих через его оптическую ось Прикладная оптика. Лекция №2 32

Изображение слайда
33

Слайд 33: Близорукость

Близорукость – лучи от бесконечно удаленного точечного источника фокусируются перед сетчаткой Прикладная оптика. Лекция №2 33

Изображение слайда
34

Слайд 34: Дальнозоркость

Дальнозоркость – лучи от бесконечно удаленного точечного источника фокусируются за сетчаткой Прикладная оптика. Лекция №2 34

Изображение слайда
35

Слайд 35: Астигматизм

Астигматизм – преломляющая способность глаза различна в разных плоскостях, проходящих через его оптическую ось Прикладная оптика. Лекция №2 35

Изображение слайда
36

Слайд 36: Коррекция близорукости

дальняя точка - a д F  Прикладная оптика. Лекция №2 36

Изображение слайда
37

Слайд 37: Коррекция дальнозоркости

дальняя точка a д F  Прикладная оптика. Лекция №2 37

Изображение слайда
38

Слайд 38: Коррекция астигматизма

Исправление астигматизма возможно при помощи цилиндрических линз Прикладная оптика. Лекция №2 38

Изображение слайда
39

Слайд 39: Аметропия

Аметропия глаза выражается в диоптриях как величина, обратная расстоянию от первой поверхности глаза до дальней точки, выраженной в метрах: Например: дальняя точка находится перед глазом на расстоянии 50 см (близорукость): Прикладная оптика. Лекция №2 39

Изображение слайда
40

Слайд 40: Аметропия

Слабая степень аметропии – до 3 дптр Средняя степень аметропии – от 3 до 6 дптр Высокая степень аметропии – свыше 6 дптр Прикладная оптика. Лекция №2 40

Изображение слайда
41

Последний слайд презентации: Прикладная оптика

ВСЁ!!! Прикладная оптика. Лекция №2 41

Изображение слайда